(57)【要約】【課題】  温度上昇によるセパレータの収縮を規制して短絡を回避することができる捲回式発電要素を提供する。【解決手段】  捲回式発電要素６０１は、帯形状の負極板７０３または正極板７０４の一方を、二枚の帯形状のセパレータ７０１，７０２で挟みその上から負極板７０３または正極板７０４の他方を重ね、二枚のセパレータ７０１，７０２と負極板７０３と正極板７０４とがセパレータ幅方向にそれぞれずれて積層捲回され扁平形状を有する。捲回式発電要素６０１の一端からは正極板７０４が露出し、他端からは負極板７０３が露出している。捲回式発電要素６０１の最外周の捲回終端部６０４にセパレータ幅方向に沿って貼り付けられた耐熱性の第一粘着テープ７０６と、捲回式発電要素６０１の最外周セパレータの両側縁部に捲回式発電要素の幅方向に沿ってテンションを加えながら貼り付けられた耐熱性の第二粘着テープ７０７，７０７と、を有する。【選択図】  図６
2007073317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一枚の帯形状の負極板または正極板の一方を、二枚の帯形状のセパレータで挟みその上から前記負極板または正極板の他方を重ね、前記二枚のセパレータに対して前記負極板と前記正極板とがセパレータ幅方向にそれぞれずれて積層捲回されることによって、前記セパレータ幅方向の一端からは正極板が露出し且つ他端からは負極板が露出した扁平形状を有する捲回式発電要素において、
前記捲回式発電要素の最外周の捲回終端部に前記セパレータ幅方向に沿って貼り付けられた耐熱性の第一粘着テープと、
前記捲回式発電要素の最外周セパレータの両側縁部に前記捲回式発電要素の幅方向に沿って前記セパレータと露出した前記正極板または負極板とにわたって貼り付けられた耐熱性の第二粘着テープと、を有することを特徴とする捲回式発電要素。
【請求項２】
前記第二粘着テープは、最外周セパレータの幅方向両側縁部に沿って前記捲回式発電要素の外周一周にわたって貼り付けられることを特徴とする請求項１に記載の捲回式発電要素。
【請求項３】
前記第二粘着テープは、少なくとも最外周セパレータ中央平坦部に貼り付けられることを特徴とする請求項１に記載の捲回式発電要素。
【請求項４】
前記第二粘着テープは、少なくとも最外周セパレータ湾曲部に貼り付けられることを特徴とする請求項１または３に記載の捲回式発電要素。
【請求項５】
前記捲回式発電要素の幅方向長さをＸ、前記捲回式発電要素の幅方向に沿って貼り付けられる第二粘着テープの長さをＬとすると、
０．０５Ｘ≦Ｌ≦２．２Ｘ
の関係を満たすことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の捲回式発電要素。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の捲回式発電要素を備えた電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯状の負極板および正極板と二枚の帯状のセパレータとがそれぞれ交互に積層捲回された捲回式発電要素及び電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池の一つとして、帯状の負極板および正極板と二枚の帯状のセパレータとがそれぞれ交互に積層捲回され扁平形状を有する発電要素を複数個積層した捲回式極群が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図1は、大型電池に内蔵される捲回式極群１００を示す斜視図である。
【０００４】
この捲回式極群１００は、複数の捲回式発電要素１０１と、これら複数の捲回式発電要素１０１の積層物を両側面から保持するＬ字形状の集電板１０２、１０２とを備えている。複数の捲回式発電要素１０１は、それぞれその正極側端部１０５及び負極側端部１０６が集電板１０２、１０２と接触している。このＬ字形状の集電板１０２の短辺１０７側には短辺１０７と垂直に円筒状の正極端子１０３および負極端子１０４がそれぞれ設けられている。各捲回式発電要素１０１内にて発電され生じる電流は、正極端子１０３および負極端子１０４から外部に取り出される。
【０００５】
図２は、捲回式発電要素１０１の構成要素を示す模式的斜視図である。
【０００６】
捲回式発電要素１０１は、図２に示すように、帯状の第一セパレータ２０１及び第二セパレータ２０２と、帯状の負極板２０３及び正極板２０４とを備えている。正極板２０４と負極板２０３との間に第二セパレータ２０２が介挿され、そして第一セパレータ２０１と第二セパレータ２０２との間に負極板２０３が介挿された状態で積層されている。ここで、負極板２０３と正極板２０４とは、それぞれ幅方向（以下、セパレータを基準としてセパレータ幅方向と呼ぶ）にずれてそれぞれ逆方向に側方に突出して正極側端部１０５及び負極側端部１０６が構成されている。ここで、第一セパレータ２０１及び第二セパレータ２０２は、負極板２０３と正極板２０４の重なり合う部分が接触しないように負極板２０３と正極板２０４との間で両極板とずれて積層されている。また、第一セパレータ２０１及び第二セパレータ２０２は、負極板２０３と正極板２０４よりもセパレータ幅方向に突出しないように、セパレータ幅方向中央付近にて積層されている（図５参照）。
【０００７】
図３は、捲回式発電要素１０１の斜視図であり、図４は、捲回式発電要素１０１の捲回軸方向にから見た模式的断面図であり、図５は、捲回式発電要素１０１の発電要素幅方向から見た模式的断面図である。
【０００８】
第一セパレータ２０１、第二セパレータ２０２、負極板２０３及び正極板２０４は、図２に示すように、矢印Ｐ方向に板状の軸片２０５に捲回された後、軸片２０５から引き抜かれることによって図３に示すような捲回式発電要素１０１が製造される。捲回式発電要素１０１は、図３に示すように、最外周の捲回終端部３０２を粘着テープ３０１によって捲回式発電要素１０１の捲回軸方向（図２でいえばセパレータ幅方向）に沿って貼り付けられることによって捲回形状を保っている。図４に示すように、捲回終端部３０２において、第一セパレータ２０１及び第二セパレータ２０２は、正極板２０４及び負極板２０３よりも長く巻きつけられており、正極板２０４と負極板２０３とが接触しないように構成されている。
【０００９】
また、捲回式発電要素１０１では、上述の通り第一セパレータ２０１及び第二セパレータ２０２が負極板２０３と正極板２０４よりもセパレータ幅方向側方側に突出しないように構成されているため、捲回軸方向両端に正極板２０４と負極板２０３が露出する。これら正極板２０４と負極板２０３の露出した部分が正極側端部１０５及び負極側端部１０６となって、集電板１０２，１０２を介して電流が取り出される。
【００１０】
この種の捲回式極群１００は、大容量かつ高出入力を必要とされる環境下で用いられるものであって、例えばエンジンと電気モータの二つの動力源を有するハイブリッド車等に設けられるものである。そのため、このような捲回式極群１００を構成する各捲回式発電要素１０１では、負極板２０３と正極板２０４とが、それぞれセパレータ幅方向にずれてそれぞれ逆方向に側方に突出することにより、発電要素幅方向に沿って連続的に正極側端部１０５及び負極側端部１０６が構成されている。これにより、捲回式発電要素１０１と集電板１０２，１０２とが十分大きな接触領域を持って接触することができ、電極面積に対して十分に大きな電流を取り出して集電することができる。
【００１１】
また、その他の種類の電池としては、特許文献２に開示されているように、正極電極と負極電極とをセパレータを介して捲回し、正極電極及び負極電極の長さ方向の端部にそれぞれ接続される導電タブを介して電流が取り出されるタイプの電池がある。特許文献２に記載の電池では、電池要素の最外周部が巻止めテープで覆われるとともに、電池缶底部に接触する部位を巻止めテープの一部で被覆することにより、電池缶と電極との間が短絡しないように構成されている。この種の電池は、大電流の取り出しを必要としない民生用の電池として用いられるものである。したがって、図１〜図３に示す電池のように、発電要素幅方向に沿って連続的に正極側端部１０５及び負極側端部１０６を設けることなく、電極面積に比べて十分に小さい導電タブを用いて必要な電流を取り出すことができる。したがって、セパレータは、正極電極及び負極電極よりもセパレータ幅方向長さが長く、セパレータ幅方向端部から正極電極及び負極電極が突出しないように捲回される。
【特許文献１】特開２００４−２４１１４９号公報
【特許文献２】特開２００３−１５１６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、図１〜３に示すような捲回式発電要素１０１は、２枚のセパレータ２０１，２０２と正極板２０４及び負極板２０３が交互に積層されている部分では互いに隣接するセパレータと極板（正極板２０４または負極板２０３）との間に摩擦力が作用しているため極板２０３，２０４によってセパレータの動きを規制することができる。しかしながら、図４に示すように、短絡防止のために第一セパレータ２０１及び第二セパレータ２０２が正極板２０４及び負極板２０３よりも長く巻きつけられている捲回終端部３０２近傍では、第一セパレータ２０１及び第二セパレータ２０２が極板２０３，２０４と接していないため、捲回による発電要素１０１内側からの緊圧が弱く摩擦力が作用しづらい。したがって、捲回終端部３０２の第一セパレータ２０１及び第二セパレータ２０２は極板２０３，２０４によって規制されることがなく変形しやすい状態となっている。
【００１３】
また、積層されたセパレータ２０１，２０２と正極板２０４及び負極板２０３は、図５に示すようにセパレータ幅方向にずれて積層捲回されているので、捲回終端部３０２のみならず、セパレータ２０１，２０２と正極板２０４または負極板２０３とが直接隣接しない部分５０１が存在している。このような部分では、特に外周側に近いほど摩擦力が作用しづらいため、セパレータ２０１，２０２が極板２０３，２０４によって規制されることがなく変形しやすい状態になっている。
【００１４】
このように変形し易い状態で、過充電等によって捲回式極群１００が温度上昇すると第一セパレータ２０１及び第二セパレータ２０２はセパレータ幅方向中央に向かって収縮してしまう虞がある。第一及び第二セパレータとしては、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン製微多孔フィルム、具体的には、ジュラガード（商品名）、ハイポア（商品名）、ユーポア（商品名）、セルガード（商品名）等が用いられるが、これらのセパレータは、温度が約９０℃を超えると収縮が始まり、１３０℃では帯状セパレータの長さ方向にテンションをかけた状態において５０％の収縮がみられるといった問題点があった。このような状態では、図５に示すようにセパレータ２０１，２０２と極板２０３，２０４とが直接隣接しない部分５０１では、正極板２０４と負極板２０３が接触し、正極板２０４と負極板２０３との間が短絡してしまう可能性がある。
【００１５】
このような問題を解決するためには、特許文献２に記載の電池のように、セパレータが正極電極及び負極電極よりもセパレータ幅方向長さが長く、セパレータ幅方向端部から正極電極及び負極電極が突出しないように捲回することが考えられるが、電極面積に対して十分に大きな電流を取り出すためには捲回式発電要素１０１と集電板１０２，１０２とが十分大きな接触領域を持って接触させる必要があるため、特許文献２のようにセパレータの幅方向長さを大きく取ることができない。
【００１６】
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、温度上昇によるセパレータの収縮を規制することが可能な捲回式発電要素及び電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、以下の構成を有する捲回式発電要素または電池である。
（１）  一枚の帯形状の負極板または正極板の一方を、二枚の帯形状のセパレータで挟みその上から前記負極板または正極板の他方を重ね、前記二枚のセパレータに対して前記負極板と前記正極板とがセパレータ幅方向にそれぞれずれて積層捲回されることによって、前記セパレータ幅方向の一端からは正極板が露出し且つ他端からは負極板が露出した扁平形状を有する捲回式発電要素において、
前記捲回式発電要素の最外周の捲回終端部に前記セパレータ幅方向に沿って貼り付けられた耐熱性の第一粘着テープと、
前記捲回式発電要素の最外周セパレータの両側縁部に前記捲回式発電要素の幅方向に沿って前記セパレータと露出した前記正極板または負極板とにわたって貼り付けられた耐熱性の第二粘着テープと、を有することを特徴とする捲回式発電要素。
（２）  前記第二粘着テープは、最外周セパレータの幅方向両側縁部に沿って前記捲回式発電要素の外周一周にわたって貼り付けられることを特徴とする（１）に記載の捲回式発電要素。
（３）  前記第二粘着テープは、少なくとも最外周セパレータ中央平坦部に貼り付けられることを特徴とする（１）に記載の捲回式発電要素。
（４）  前記第二粘着テープは、少なくとも最外周セパレータ湾曲部に貼り付けられることを特徴とする（１）または（３）に記載の捲回式発電要素。
（５）  前記捲回式発電要素の幅方向長さをＸ、前記捲回式発電要素の幅方向に沿って貼り付けられる第二粘着テープの長さをＬとすると、
０．０５Ｘ≦Ｌ≦２．２Ｘ
の関係を満たすことを特徴とする（１）〜（４）の何れか１項に記載の捲回式発電要素。
（６）  （１）〜（５）の何れか一項に記載の捲回式発電要素を備えた電池。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の捲回式発電要素は、捲回式発電要素の最外周の捲回終端部にセパレータ幅方向に沿って貼り付けられた耐熱性の第一粘着テープと、捲回式発電要素の最外周セパレータの両側縁部に捲回式発電要素の幅方向に沿ってテンションを加えながら貼り付けられた耐熱性の第二粘着テープとを備えているので、捲回式極群が過充電された場合や何らかの事情により捲回式極群の外部温度が上昇した場合でも、第一粘着テープと第二粘着テープにより捲回式発電要素の第一セパレータ及び第二セパレータの熱変形が規制され、結果として収縮が抑制される。したがって、正極板と負極板との短絡を防止することができ、使用上安全な捲回式発電要素を提供することができる。
【００１９】
ここで、「捲回式発電要素の幅方向（発電要素幅方向）」とは、捲回式発電要素の扁平部内においてセパレータ長手方向に平行な方向を指す。
【００２０】
また、本発明によれば、第二粘着テープは、最外周セパレータの両側縁部に沿って前記捲回式発電要素の外周一周にわたって貼り付けられることが好ましい。このように貼り付けられることにより、確実に第一セパレータ及び第二セパレータの収縮を抑制し、電極間の短絡を防止することができる。
【００２１】
また、本発明によれば、第二粘着テープは、最外周セパレータの両側縁部に沿って前記捲回式発電要素の外周を二箇所にわけて貼り付けられることが好ましい。このように貼り付けられることにより、両側縁部において確実に第一セパレータ及び第二セパレータの収縮を抑制し、電極間の短絡を防止することができる。
【００２２】
また、本発明によれば、第二粘着テープは、最外周セパレータ中央平坦部に少なくとも貼り付けられることが好ましい。このように第二粘着テープを貼り付けることにより、緊圧が不足した箇所に積極的に圧力を加えてやりセパレータの変位を抑制し短絡を防止することができる。
【００２３】
また、本発明によれば、第二粘着テープは、最外周セパレータ湾曲部に少なくとも貼り付けられることが好ましい。このように第二粘着テープを貼り付けることにより、緊圧を積極的に増加してやり、セパレータの変位を抑制し短絡を防止することができる。
【００２４】
また、本発明によれば、捲回式発電要素の幅方向長さをＸ、セパレータの長手方向に沿って貼り付けられる第二粘着テープの長さをＬとすると、０．０５Ｘ≦Ｌ≦２．２Ｘの関係を満たすことが好ましい。このように構成されることにより、確実に第一セパレータ及び第二セパレータの収縮を抑制し、電極間の短絡を防止することができ、信頼性の高い捲回式発電要素を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明に係る電池の実施形態について図面を参照しながら説明する。
(第一実施形態)
図６は、本発明にかかる捲回式発電要素の第一の実施形態を示す外観斜視図であり、（ａ）図は捲回式発電要素の上面側からみた斜視図であり、（ｂ）図は底面側からみた斜視図である。図７は、本発明にかかる捲回式発電要素の構成要素を示す模式的斜視図であり、図８は、本発明にかかる捲回式発電要素を一部拡大して示す図であり、（ａ）は部分断面図、（ｂ）は（ａ）の一部だけを取り出した断面図である。
【００２６】
本実施形態の捲回式発電要素６０１は、電池の中に組み込まれて用いられる扁平形状を有する発電要素である。電池としては、図１における発電要素１０１を捲回式発電要素６０１で置き換えた構造と同等である。
【００２７】
すなわち、複数の捲回式発電要素６０１の積層物を両側面からＬ字形状の集電板にて保持される。複数の捲回式発電要素６０１は、それぞれその正極側端部及び負極側端部が各集電板と接触しており、Ｌ字形状の集電板に設けられた正極端子および負極端子を介して各捲回式発電要素６０１内にて発電され生じる電流が外部に取り出される。
【００２８】
捲回式発電要素６０１は、図６及び図７に示すように、帯状の第一セパレータ７０１及び第二セパレータ７０２と、帯状の負極板７０３及び正極板７０４とを備えている。負極板７０３は銅箔からなる負極集電体の両面に負極活物質が配されてなり、該負極集電体の少なくとも負極側端部６０２は負極活物質が配されておらず負極集電体が露出している。同様に、正極板７０４はアルミニウム箔からなる正極集電体の両面に正極活物質が配されてなり、該正極集電体の少なくとも正極側端部６０３は正極活物質が配されておらず、正極集電体が露出している。そして、負極板の負極活物質が配された部分及び正極板の正極活物質が配された部分を覆うように、正極板７０４と負極板７０３との間に第二セパレータ７０２が介挿され、そして第一セパレータ７０１と第二セパレータ７０２との間に負極板７０３が介挿された状態で積層されている。ここで、負極板７０３と正極板７０４とは、それぞれセパレータ幅方向にずれており、第一セパレータ７０１及び第二セパレータ７０２は、負極板７０３と正極板７０４の重なり合う部分が接触しないように負極板７０３と正極板７０４との間で両極板とずれて積層されている。ここで、第一及び第二セパレータ７０１，７０２は、負極板７０３と正極板７０４よりもセパレータ幅方向側方側に突出しないように、セパレータ幅方向中央付近にて積層されている（図８参照）。
【００２９】
ここで、第一及び第二セパレータ７０１，７０２としては、シャットダウン機能を十分なものとするため、１００℃〜１７０℃に融点を持つものが好ましい。
【００３０】
第一セパレータ７０１、第二セパレータ７０２、負極板７０３及び正極板７０４は、矢印Ｐ方向に板状の軸片７０５に捲回された後、軸片７０５から引き抜かれることによって図６（ａ），図６（ｂ）に示すような捲回式発電要素６０１が製造される。捲回式発電要素６０１は、図６（ａ）に示すように、最外周の捲回終端部７０６に第一粘着テープ３０１によって捲回式発電要素６０１の軸方向に沿って貼り付けられることによって捲回形状を保っている。
【００３１】
本実施形態の捲回式発電要素６０１は、捲回終端部７０６において、第一セパレータ７０１及び第二セパレータ７０２が正極板７０４及び負極板７０３よりも長く巻きつけられており、正極板７０４と負極板７０３とが接触しないように構成されている。
【００３２】
ここで、本実施形態では、捲回式発電要素の幅方向長さをＸ[ｍｍ]、捲回式発電要素の厚さをＮ[ｍｍ]とすると、０．１Ｘ≦Ｎ≦０．４Ｘであることが好ましい。
【００３３】
ここで、「発電要素幅方向」長さとは、扁平部内においてセパレータ長手方向と平行な方向を指す。
【００３４】
このように、本実施形態では、捲回終端部７０６を第一粘着テープ６０４で貼り付けることによって捲回終端部７０６が規制されることにより、第一セパレータ７０１及び第二セパレータ７０２の相対移動が互いに規制される。したがって、捲回式発電要素６０１の過充電等による温度上昇時においても第一セパレータ７０１及び第二セパレータ７０２の捲回方向（図６（ａ）では、発電要素幅方向）への収縮を抑制することができる。したがって、捲回終端部７０６付近における正極板７０４と負極板７０３との間の短絡が防止される。
【００３５】
また、本実施形態では、第一粘着テープ６０４は、第一セパレータ７０１及び第二セパレータ７０２の捲回終端部７０６に全長にわたり貼り付けられている。このため、図３に示したように粘着テープ３０１に覆われず捲回終端部３０２に露出部分を残した場合よりも確実に第一セパレータ７０１及び第二セパレータ７０２の捲回終端部３０２は規制され、捲回方向への収縮を抑制することができる。
【００３６】
本実施形態では、さらに捲回終端部７０６に第一粘着テープ６０４を貼り付けた後、第一セパレータ７０１の側縁部７０７，７０７に沿って捲回式発電要素６０１の捲回方向外周一周にわたってテンションを加えた帯状の第二粘着テープ６０５，６０５がそれぞれ貼り付けられている。
【００３７】
図６（ａ）、（ｂ）には第二粘着テープ６０５を貼り付けた後の捲回式発電要素６０１の上面と底面の状態が示されている。このとき第二粘着テープ６０５は、第一セパレータ７０１の幅方向一側縁部と正極側端部６０３とに半分ずつかかるように、第一セパレータ７０１の他側縁部と負極側端部６０２とに半分ずつかかるようにそれぞれ貼り付けられるのが好ましい。
【００３８】
本実施形態において第二粘着テープ６０５は捲回方向に引っ張られながら（すなわち捲回方向にテンションを加えながら）、捲回式発電要素６０１外周一周に貼り付けられる。第二粘着テープ６０５は、具体的には捲回式発電要素６０１の上面扁平部から発電要素幅方向一端の湾曲部（最外周セパレータ湾曲部）６０６まで引っ張られながら、湾曲部６０６を支点として底面扁平部へぐるりと貼り付けられ、さらに発電要素幅方向他端の湾曲部６０７まで引っ張られながら、湾曲部６０７を支点として上面扁平部へ巻き付けられるように貼り付けられている。
【００３９】
図８（ａ）に示すように、第二粘着テープ６０５は、一方では第一セパレータ７０１と第二セパレータ７０２と正極７０４とにまたがるように貼り付けられ、他方では、第一セパレータ７０１と負極７０３とにまたがるように貼り付けられる。このように第二粘着テープ６０５が貼り付けられることにより、第二粘着テープ６０５の粘着力で第二セパレータ７０２と正極板７０４を直接留めていた力に加え、図８（ｂ）に示すように捲回式発電要素６０１の側縁部７０７，７０７のそれぞれには外周から中心方向に向かう緊圧ｆが加わることになる。この緊圧ｆは、正極板７０４及び負極板７０３に挟まれた第二セパレータ７０１，７０２の変形を規制する。したがって、捲回式極群の過充電による高温状態においても第一セパレータ７０１及び第二セパレータ７０２のセパレータ幅方向への収縮、特に外周に近い側の第一セパレータ７０１及び第二セパレータ７０２の収縮を抑制することができる。
【００４０】
本実施形態では、このように、第二粘着テープ６０５を貼り付けることにより、第一セパレータ７０１及び第二セパレータ７０２のセパレータ幅方向（捲回軸方向）への収縮を抑制しているので、正極板７０４と負極板７０３とが短絡しづらい。したがって、捲回式発電要素６０１の信頼性を高め、ひいては実用性の高い電池を提供することができる。
【００４１】
なお、本実施形態では、第一粘着テープ６０４及び第二粘着テープ６０５の基材としては、発電要素の発熱に耐えうる程度の耐熱性を備えたものであればよく、ポリフェニレンスルフィド製、ポリイミド製等のものが好ましい。また、第一粘着テープ６０４及び第二粘着テープ６０５の粘着樹脂としては、基材同様に発電要素の発熱に耐えうる程度の耐熱性があるものがよく、好ましくはアクリル樹脂等を例示することができる。第一粘着テープ６０４及び第二粘着テープ６０５の厚さは、５０〜５００μｍが好ましい。該厚さを５０μｍ以上とすることにより、粘着層が薄くなりすぎ、接着強度が充分なものとならず、剥がれを生じる虞を低減できる。また、該厚さを５００μｍ以下とすることにより、段差により極群へ過度な緊圧がかかることにより、サイクル性能の劣化や短絡の発生といった電池性能への悪影響を及ぼす虞を低減できる。
【００４２】
なお、本実施形態では、捲回式発電要素の幅方向長さをＸ、捲回式発電要素の幅方向に沿って貼り付けられる粘着テープの長さをＬとすると、０．０５Ｘ≦Ｌ≦２．２Ｘの関係を満たすことが好ましく、０．５Ｘ≦Ｌ≦２．２Ｘであることが特に好ましい。この条件を満たすように第二粘着テープ６０５を捲回することにより、確実に第二粘着テープ６０５によってセパレータ７０１及びセパレータ７０２を固定して収縮を抑制し、負極板７０３及び正極板７０４間の短絡を防止することができる。
【００４３】
(第二実施形態)
図９は、本発明にかかる捲回式発電要素の第二の実施形態を示す外観斜視図であり、（ａ）図は捲回式発電要素の上面側からみた斜視図であり、（ｂ）図は底面側からみた斜視図である。図１０は、本発明にかかる捲回式発電要素を一部拡大して示す図である。
【００４４】
本実施形態の捲回式発電要素９０１では、第一粘着テープ９０６は、第一セパレータ９０２及び第二セパレータ９１２の捲回終端部９０５にセパレータ幅方向全長にわたり貼り付けられている。このため、図３に示したような粘着テープ３０１に覆われず捲回終端部３０２に露出部分を残した場合よりも確実に第一セパレータ９０２及び第二セパレータ９１２の捲回終端部９０５は規制され、セパレータ幅方向への収縮を抑制することができる。
【００４５】
一方、本実施形態では、第二粘着テープ９０９は、第一セパレータ９０２の側縁部９０７，９０７に沿って捲回式発電要素９０１の捲回方向にテンションを加えた状態で二つの帯状の第二粘着テープ９０８，９０９がそれぞれ貼り付けられている。本実施形態では、粘着テープ９０８及び粘着テープ９０９は、捲回式発電要素９０１の湾曲部９１０及び湾曲部９１１を覆うように捲回方向にテンションを加えた状態で貼り付けられている。
【００４６】
本実施形態においても図１０に示すように、粘着テープ９０８及び粘着テープ９０９の粘着力に加え、テンションを与えた粘着テープ９０８及び粘着テープ９０９で湾曲部９１０及び湾曲部９１１を覆うように貼り付けられているので、捲回式発電要素９０１の外周から中心方向に向かって緊圧ｆ'が新たに加わることになる。
【００４７】
このように、粘着テープ９０８及び粘着テープ９０９によりあらたに加わる緊圧ｆ'が正極板９１４及び負極板９１３に挟まれた第二セパレータ９１２を間接的に規制し、捲回式極群９０１の過充電による高温状態においても第二セパレータ９１２のセパレータ幅方向への収縮を抑制することができる。
【００４８】
その結果、正極板９１４と負極板９１３とが接触することなく短絡電流による発電要素９０１の発熱等を防止することができ使用上安全な捲回式極群を提供することができる。
【００４９】
なお、上記実施形態では、正極板７０４、９１４にはアルミニウム箔、負極板７０３、９１３には銅箔を採用しているが、正極、負極の働きを有する金属箔であれば他の金属類も採用することが可能である。さらに、第一セパレータ７０１、９０２及び第二セパレータ７０２、９１２にはポリエチレン（ＰＥ）製のものを採用したが、ポリプロピレン（ＰＰ）製等の他のポリオレフィン膜を採用してもセパレータとして同様の効果を有する。
【実施例】
【００５０】
図８に示す捲回式発電要素を用いて短絡抑制の効果を以下に検証した。
【００５１】
本実施例では、発電要素幅方向長さ５０ｍｍ、厚さ１２．５ｍｍの捲回式発電要素の捲回終端部に第一セパレータのセパレータ幅方向全長にわたり第一粘着テープを貼り付けるとともに、発電要素幅方向に第二粘着テープを貼り付け、過充電状態にした場合の短絡発生回数を求めた。また、第二粘着テープ長Ｌごとの供試電池個数を１０個とし、１０個中の短絡発生個数から短絡率を求めた。なお、第二粘着テープは、第一セパレータの側縁部一つにつき、捲回式発電要素の上面側から１枚、底面側から１枚で合計２枚（両側縁部で計４枚）貼ること前提とし、第二粘着テープ長Ｌが発電要素幅方向幅の２倍以上（即ちＬ≧１００ｍｍ）である場合には、一つの側縁部に１枚（両側縁部で計２枚）貼ることとした。
【００５２】
本実施例では、第一及び第二セパレータには、融点１３５℃、厚さ２５μｍ、空孔率４０％、細孔径０．０５μｍのポリエチレン製多孔質フィルムを用いた。
【００５３】
負極板には、負極活物質であるグラファイトを銅箔からなる負極集電体状に配置したものを用いた。ここで、バインダーにはＰＶｄＦを用いた。また、負極集電体上の表裏それぞれの面における活物質層の厚さは１００±３μｍとした。
【００５４】
正極板には、正極活物質であるＬｉＣｏ0.33Ｍｎ0.33Ｎｉ0.33Ｏ2をアルミニウム箔からなる正極集電体上に配置したものを用いた。ここで、バインダーにはＰＶｄＦを、導電剤にはカーボンブラックを用いた。また、正極集電体上の表裏それぞれの面における活物質層の厚さを１００±３μｍとした。
【００５５】
第一及び第二粘着テープには、ポリイミドを基材とし、粘着剤としてアクリル樹脂を用いた幅１０ｍｍのテープを用いた。
【００５６】
過充電条件は、周囲温度２５℃の環境下で、電流１．０ＩｔＡ、印加電圧１２Ｖ、３時間とした。
【００５７】
また、本実施例における第二粘着テープの貼付部位を図１１に示す。図１１において、（ａ）は捲回式発電要素の上面の貼付部位を示し、（ｂ）は底面の貼付部位を示している。まず、第二粘着テープを貼付部位ＡおよびＡ'に貼り付けた場合の試験結果を以下の表１に示す。
【００５８】
【表１】
2007073317.tif 000003
表１から明らかなように、第二粘着テープ長が２５ｍｍ以上、すなわち発電要素幅方向長さ５０ｍｍの１／２以上、すなわち２５ｍｍ以上にわたって第二粘着テープを貼り付けると過充電状態でも短絡発生率は０％となった。第二粘着テープ長が２５ｍｍより短い場合には、短くなるにつれて、短絡発生率が上昇した。以上より、第二粘着テープを貼り付けると、短絡発生率が低下することが確認された。また、第二粘着テープの長さが発電要素幅方向長さの１／２以上であれば、短絡発生率が１０回の試行においては０％となり、高い信頼性をもたらすことが確認された。
【００５９】
次に、長さ１２．５ｍｍの第二粘着テープを貼付部位ＡおよびＡ'、ＢおよびＢ‘、ＣおよびＣ'にそれぞれ貼り付けた場合の短絡発生率を表２に示す。
【００６０】
【表２】
2007073317.tif 000004
表２から明らかなように、第二粘着テープ長が一定（Ｉ＝１２．５ｍｍ）であっても貼付部位によって短絡発生率が大きく異なることがわかった。具体的には、同一長さであれば、湾曲部よりも中央平坦部（最外周セパレータ中央平坦部）に貼り付けた方が効果が高いことがわかった。これは、第二テープを張らない素の状態において、中央平坦部のほうが湾曲部よりも発電要素外側に向かって内側よりテンションがかかりにくいため、第二粘着テープによりテンションを補うことにより、セパレータの変位が抑制されているためと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】従来の捲回式極群を示した外観斜視図である。
【図２】従来の捲回式発電要素の捲回状態を示した図である。
【図３】従来の捲回式発電要素の捲回後の外観斜視図である。
【図４】従来の捲回式発電要素のＡ−Ａ'線断面図である。
【図５】従来の捲回式発電要素のＢ−Ｂ'線断面の模式図である。
【図６】本発明の第一実施形態の外観斜視図である。（ａ）図は上面図、（ｂ）図は底面図である。
【図７】本発明の第一実施形態の捲回状態を示した図である。
【図８】本発明の第一実施形態の模式的断面図である。
【図９】本発明の第二実施形態の外観斜視図である。（ａ）図は上面図、（ｂ）図は底面図である。
【図１０】本発明の第二実施形態の模式的断面図である。
【図１１】本発明の捲回式発電要素に粘着テープ貼付部位を表した図である。
【符号の説明】
【００６２】
６０１・・・捲回式発電要素、６０２・・・負極側端部、６０３・・・正極側端部、６０４・・・第二粘着テープ６０５・・・粘着テープ、６０６・・・湾曲部、６０７・・・湾曲部、７０１・・・第一セパレータ、７０２・・・第二セパレータ、７０３・・・負極板、７０４・・・正極板、７０５・・・軸片、７０６・・・捲回終端部、７０７・・・両側縁部
【図１】
2007073317.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2007073317.tif 000012
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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